癌症的發生主要是細胞基因發生變異,常見的是在染色體內或染色體間發生相互重組的現象,而導致染色體結構的不穩定。根據研究指出1 (圖一),即使是同一種癌症,在不同病患內的癌細胞顯現出的基因變異模式皆不相同。因此,為了防止病患接受不適當的抗癌藥物治療,導致化療後不但沒有成效,更受到副作用的侵害,癌症的治療需分析每個病患基因變異的模式,針對每個病患特有的變異做最精確的抗癌藥物篩選,除此之外,找出的變異區也可做為後續診斷的依據。

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圖一

以往要得到人類細胞全基因體的序列是非常困難的,因此在臨床上現有分析癌細胞基因變異特性的方法,僅侷限於與生長週期有關的重要基因部分片段,而無法巨觀的了解整個癌細胞所以變異的狀況。直到近年來,次世代定序技術的成熟,配合mate pair sequencing的技術(關於mate pair請按此),能在短時間內及較低成本的狀況下,了解病患癌細胞基因體的重組狀況。Rebecca J. Leary研究團隊在2010年提出的personalized analysis of rearranged ends (PARE)2,即完整表達上述的治療策略(圖二)

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圖二

圖三表示病患在接受篩選過後的抗癌藥物治療後,其體內細胞基因體異常重組的現象被有效抑制。

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圖三

雖然次世代定序技術目前大部分仍然侷限於應用在學術研究,但在定序技術快速成長而定序成本越來越低的趨勢下,相信在下個十年內,對於臨床醫療的診斷及治療,次世代定序技術能有著相當關鍵的幫助。

 

 

1.Stephens PJ et. al  Complex landscapes of somatic rearrangement in human breast cancer genomes. Nature 2009; 462:1005–1010.

2.Leary RJ, Kinde I, Diehl F, Schmidt K, Clouser C, Duncan C, Antipova A, Lee C, McKernan K, De La Vega FM, Kinzler KW, Vogelstein B, Diaz LA Jr, Velculescu VE. Development of personalized tumor biomarkers using massively parallel sequencing. Sci Transl Med. 2010 Feb 24;2(20):20ra14.

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